◎ 劉健 北海航標處

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玻璃鋼聚脲燈樁技術創(chuàng)新及應用

◎ 劉健 北海航標處

摘 要：航標作為船舶助航設施，是實現(xiàn)航海保障工作的重要載體。開展航標科技創(chuàng)新，加大新材料的研發(fā)，解決我們工作中難點問題，提升服務水平，成為航保工作研究重要方向。本文介紹我們北海航標處課題研發(fā)的航標新型產(chǎn)品--玻璃鋼聚脲航標燈樁，能有效解決傳統(tǒng)材料燈樁建設、維護中存在困難，行業(yè)應用前景廣闊，可供同行參考。

關鍵詞：航標 玻璃鋼 燈樁

玻璃鋼（frp）誕生于19世紀40年代，其由玻璃纖維與一種或數(shù)種熱固性或熱塑性樹脂復合而成。玻璃鋼由兩部分材料組成，一部分稱為增強材料，即玻璃纖維，在復合材料中起骨架作用；另一部分稱為基體材料，即熱固性或熱塑性樹脂，在復合材料中起粘結作用。將玻璃纖維浸漬了樹脂的液態(tài)原料后，經(jīng)過模壓、真空導流等方法預成型，然后將樹脂固化，就制成了玻璃鋼。

1.玻璃鋼聚脲航標燈樁的構造

玻璃鋼聚脲燈樁由玻璃鋼樁體，內(nèi)襯角鋼結構骨架，表面噴涂聚脲層精制而成，表面無鋼質(zhì)材料外露。樁體呈圓柱形，壁厚約6mm，高度、顏色可定制。外觀如右下圖。

燈樁樁體由底部、中部段和上部結構，通過法蘭連接成型。

燈樁底部直徑為1.8米，錐形向上收窄與中段銜接，當燈樁安裝位置受限時，可根據(jù)需要定制。底部高1.6米，與定制基礎預埋件相連，設計有防盜門進出燈樁。

中部段直徑0.8米，由若干小節(jié)組成，每節(jié)高1.6米，可設計為管形和槽形。

上部結構為工作平臺段，直徑1.5米，圍攔高1.2米， 采用縷空設計，平臺設計有蓄電池室、太陽能板、燈器安裝平臺。燈樁有內(nèi)置式玻璃鋼型材爬梯，有避雷及排水系統(tǒng)。內(nèi)部構造如左下圖。

左下圖

右下圖

2.玻璃鋼聚脲燈樁的優(yōu)點及創(chuàng)新技術

玻璃鋼聚脲燈樁重量輕、硬度高，耐腐蝕、抗老化、聚脲涂層色彩鮮艷持久，日常維護方便快捷，工藝環(huán)保，建造周期短，運輸、安裝方便等諸多優(yōu)點。

2.1玻璃鋼聚脲燈樁優(yōu)點

（1）燈樁采用的玻璃鋼殼體，內(nèi)襯鋼結構骨架，有效提高燈樁強度，增強承重、抗彎和抗扭能力。

（2）燈樁表面噴涂聚脲涂層，顏色鮮艷有彈性，加強燈樁的保護。人體接觸舒適，并能有效緩沖外力的沖擊，抵抗海上惡劣工作環(huán)境的影響，延長燈樁使用壽命。

（3）玻璃鋼聚脲燈樁的人性化設計。燈樁設計有內(nèi)置玻璃鋼型材爬梯，防腐且方便上下燈樁，安全有保障。工作平臺配套有電池室和燈座，太陽能硅板安裝方向可靈活；防雷引下線整體相連。設有排水挑管，確保外觀整潔靚麗。

（4）玻璃鋼聚脲燈樁重量輕，不生銹，可分段組裝，方便遷移。玻璃鋼聚脲燈樁以玻璃鋼材料為主，由于重量較輕，且燈樁可分節(jié)、可分邊，最小作業(yè)單元僅重40多公斤，方便生產(chǎn)、運輸；燈樁內(nèi)襯的鋼材得到玻璃鋼阻隔空氣的有效保護，節(jié)約了維護成本。玻璃鋼聚脲燈樁可搬遷，重復使用，有效保障國家資產(chǎn)的安全。

（5）方便轄區(qū)統(tǒng)一標準建設和管理。玻璃鋼聚脲燈樁讓用戶可根據(jù)需要，在同一轄區(qū)將燈樁定建設成統(tǒng)一的高度，統(tǒng)一的顏色，以方便航標用戶識別和管理，進行標準化建設。

2.2玻璃鋼聚脲燈樁創(chuàng)新技術運用

玻璃鋼聚脲燈樁在研發(fā)過程中，借鑒純玻璃鋼燈樁、鋼管燈樁等同類型燈樁的建造經(jīng)驗，引入先進生產(chǎn)技術和制作工藝，使玻璃鋼性能有了大幅提升，技術上更先進，質(zhì)量更可靠。

（1）最先進的“真空導流”制作技術?！罢婵諏Я鳌奔磳Ｓ脴渲屠w維布，密封在模具與真空袋之間，通過抽真空的方法，使樹脂填充到纖維布中加壓密實成型?！罢婵諏Я鳌奔夹g能精確控制玻璃鋼中的膠含量和產(chǎn)品厚度，減少樁體中的氣泡存在，使玻璃鋼性能更均勻，進一步提高了產(chǎn)品的力學性能，改善產(chǎn)品表面質(zhì)量；“真空導流”技術使得玻璃鋼生產(chǎn)能夠在絕對封閉的環(huán)境中完成，從根本上解決了樹脂和纖維布在制作過程中散發(fā)的刺激性氣味造成空氣污染問題，對環(huán)境更友好。

（2）在純玻璃鋼燈樁的基礎上引入鋼結構加強筋。純玻璃鋼結構燈樁使用多年，外觀鮮艷，結構牢固。新型玻璃鋼聚脲燈樁，創(chuàng)造性地增加了鋼材內(nèi)襯，使燈樁的穩(wěn)定性顯著增強，強度也有了明顯提高，大大增加了燈樁的維護安全和使用壽命。

（3）表面噴涂成熟材料聚脲保護層。聚脲（SPUA）涂層是一種具有彈性的新型“萬能”涂裝材料，是目前世界上最先進的涂裝技術，應用十分廣泛。聚脲涂料綜合力學性能突出，耐介質(zhì)性能優(yōu)異 ，戶外耐老化性能無與倫比，且附著力強，固化快速，通常5秒鐘就會凝膠，不會流掛，1分鐘即可達到材料強度。由于聚脲本身較強的材料親和性，所以在在損壞或變色時在表面直接涂涮油漆進行保養(yǎng)即可，維護便利。

3.玻璃鋼燈樁在航標建設上的應用

純玻璃鋼燈樁在航保行業(yè)早有應用，但玻璃鋼聚脲燈樁為北海航標處利用社會優(yōu)勢資源進行課題研發(fā)，始于2008年，燈樁的關鍵性技術經(jīng)過反復推敲，多次實驗后定型并改良。到2015年，我處轄區(qū)建設、制造近100座，從實際使用情況看，玻璃鋼聚脲燈樁施工簡單、外觀鮮艷、富有特色，特別適合在港口碼頭、堤頭、小島、沿岸干出礁建設，建筑高度以5－20米最佳。

4.燈樁抗風能力

經(jīng)請玻璃鋼行業(yè)協(xié)會核算：由于玻璃鋼聚脲燈樁自身重量較輕，受地震載荷的影響非常小，幾乎可以忽略不計。經(jīng)計算。燈樁在60m/s時的載荷最大應力約為74MPa，遠低于聚脲彈性體復合材料燈樁的強度水平。

從已安裝使用的燈樁看，在經(jīng)歷2015年13級臺風“彩云”等多個強臺風直擊的考驗，臺風過后燈樁完好無損，從理論和實踐上滿足應用要求。

5.使用壽命及經(jīng)濟效益

從建造成本方面，對比相同規(guī)模的燈樁建設，傳統(tǒng)鋼筋混凝土燈樁，造價從60－300萬元不等，玻璃鋼聚脲燈樁約為20-40萬元，約為傳統(tǒng)燈樁的五分之一。若與同類型的鋼結構燈樁則造價相當，但鋼結構燈樁在海上環(huán)境下，很容易生銹，每年需要人工除銹和油漆保養(yǎng)，按一年2萬元的保養(yǎng)費用算，10年就可用玻璃鋼聚脲燈樁重建一次，而且從目視效果上看，玻璃鋼聚脲燈樁優(yōu)勢明顯。綜合分析燈樁的性價比，玻璃鋼聚脲燈樁最為突出，經(jīng)濟效益十分明顯。

結合之前我處使用的純玻璃鋼燈樁測算，保守估計，玻璃鋼聚脲燈樁使用壽命大于30年。

新型玻璃鋼聚脲燈樁在航標上的使用還處于起步階段，但在促進航保科技創(chuàng)新、新技術、新材料研究應用等方面，意義重大。為我們的航標建造、管理、養(yǎng)護等方面帶來良好的工作成效，鑒于玻璃鋼聚脲燈樁材料的成熟性，技術的可靠性，工藝的先進性，行業(yè)適應性以及在經(jīng)濟、環(huán)保、便捷等方面具有無可比擬的優(yōu)勢，行業(yè)應用前景廣闊。